(57)【要約】【課題】樹脂封止による耐衝撃性や防水特性を確保しつつ、放熱特性を向上させることができる表面実装水晶発振器を提供する。【解決手段】本発明の表面実装水晶発振器は、凹部１３、１４が形成された容器本体１と、容器本体１の凹部１３内に収納された水晶片３と、水晶片３と電気的に接続され、かつ凹部１４の底面１４ａに接合された平板状のＩＣチップ２とを有する。ＩＣチップ２の他主面２ｂには、放熱面積を拡大するための溝２０が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部が形成された容器本体と、
前記容器本体内に収納された水晶片と、
前記水晶片と電気的に接続されるとともに、前記凹部内に収納され、前記凹部の底面に接合された平板状の電子部品と、を有し、
前記平板状の電子部品の主面であって、前記凹部の前記底面に対面する面とは反対側の面に少なくとも１つの溝が形成されている表面実装水晶発振器。
【請求項２】
前記溝は、一の溝幅と、前記一の溝幅とは異なる幅である他の溝幅とを有する、請求項１に記載の表面実装水晶発振器。
【請求項３】
前記溝は、一の溝深さと、前記一の溝深さとは異なる深さである他の溝深さとを有する、請求項１または２に記載の表面実装水晶発振器。
【請求項４】
前記溝の長手方向を法線方向とする前記電子部品の断面における前記溝の断面形状が矩形状である、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の表面実装水晶発振器。
【請求項５】
前記溝の長手方向を法線方向とする前記電子部品の断面における前記溝の断面形状がＵ字形状である、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の表面実装水晶発振器。
【請求項６】
一の方向を長手方向とする前記溝と、前記一の方向とは異なる方向である他の方向を長手方向とする前記溝と、を含む複数の前記溝を有する、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の表面実装水晶発振器。
【請求項７】
前記電子部品はＩＣチップである、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の表面実装水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装用の水晶発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面実装用の水晶発振器（以下、「表面実装水晶発振器」と呼ぶ。）は、小型、軽量であることから、例えば携帯型の電子機器に、周波数や時間の基準源として内蔵される。
【０００３】
特許文献１には、積層セラミックからなる凹部を有する容器本体にＩＣチップを超音波熱圧着によって固着し、水晶片とともに一体化したタイプの表面実装水晶発振器が開示されている。
【０００４】
上記構成の表面実装水晶発振器では、ＩＣチップの発熱温度によって、容器本体内の温度も上昇する。このため、水晶発振器の常温２５℃近傍での発振周波数も変化し、公称周波数からのズレを生じる。従来では、発振器の組み立て後の公称周波数からのズレを見込んで、例えば水晶片の切断角度を代えて対応する必要があった。
【０００５】
しかし、表面実装水晶発振器の小型化が進行するほど、ＩＣチップの発熱の影響が大きくなり、水晶片の切断角度を単に変更するのみでは、充分に対応できずに生産性を低下させる場合があった。
【０００６】
そこで、特許文献１の発明は、容器本体の外底面の面積を実質的に大きくする複数の切り欠きを、容器本体の外底面に設けた構成とすることで容器本体と外雰囲気との接触面積も大きくなって放熱効果を高めている。これにより、ＩＣチップの発熱の影響を軽減でき、よって、周波数温度特性を本来の周波数温度特性が得られる。
【特許文献１】特開２００８−２５２４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された発明は、容器本体の外底面の面積を実質的に大きくすることで放熱効果を高めている。しかしながら、このような構成の場合、ＩＣチップで生じた熱を放熱するのは容器本体である。つまり、特許文献１の放熱構造は、ＩＣチップで生じた熱を外部に放熱するには必ず容器本体内を熱が伝導することとなるため、容器本体内に収納された水晶片に容器本体を介して熱が伝わりやすい構造であるといえる。よって、さらに効率的に放熱する構造とすることに対する要請があった。
【０００８】
そこで、本発明は、電子部品で発生した熱をより効率的に放熱することができる表面実装水晶発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため本発明の表面実装水晶発振器は、凹部が形成された容器本体と、容器本体内に収納された水晶片と、水晶片と電気的に接続されるとともに、凹部内に収納され、凹部の底面に接合された平板状の電子部品と、を有し、平板状の電子部品の主面であって、凹部の底面に対面する面とは反対側の面に少なくとも１つの溝が形成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電子部品で発生した熱をより効率的に放熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に本実施形態のＨ型構造を有する表面実装水晶発振器の一例の断面図を、図２に図１に示す表面実装水晶発振器の平面図をそれぞれ示す。なお、図１は、後述するＩＣチップ２に形成された溝２０の長手方向を法線方向とする断面図である。
【００１２】
本実施形態の表面実装水晶発振器は、容器本体１にＩＣチップ２及び水晶片３を収容して一体化してなる。
【００１３】
容器本体１は底壁層１ａと枠壁層１ｂとの積層セラミックからなり、Ｈ型構造となっている。底壁層１ａの一主面側１ａ1の凹部１３内には水晶片３が収納され、他主面側１ａ2の凹部１４内にはＩＣチップ２が収納されている。Ｈ型構造とは、底壁層１ａの両主面側１ａ1、１ａ2に枠壁層１ｂを設けて凹部１３、１４を形成することで容器本体１の断面形状がＨ字形状となった構造をいう。
【００１４】
水晶片３は、水晶片３の一端部両側が、例えば熱硬化型の導電性接着剤８によって、一主面側１ａ1の底壁層１ａ上に形成された保持端子１２に固着されている。水晶片３が収納された凹部１３を形成する枠壁層１ｂの上面には溶接用の金属リング１７が設けられている。凹部１３の開口面は、例えばシーム溶接によって金属リング１７に対して金属カバー１０が接合されることで密閉される。金属カバー１０と金属リング１７との接合には、ＡｕＳｎ、ＡｕＧｅ、ＡｕＳｉ等の共晶合金を用いることができる。
【００１５】
ＩＣチップ２は、少なくとも発振回路を集積化しており、また、水晶片３の温度特性に対して温度補償を行うための温度補償機構を有する。この温度補償機構は、ＩＣチップ２と水晶片３とが熱的に平衡な状態にて適切な温度補償が行えるように設定されている。ＩＣチップ２は、超音波熱圧着によって底壁層１ａの回路端子６に位置決めして固着される。ＩＣチップ２の一主面２ａにはバンプ７が設けられており、ＩＣチップ２の他主面２ｂ側から超音波による振動を加えながら加熱して圧着される。
【００１６】
ＩＣチップ２が搭載された側の枠壁層１ｂ上には実装端子９が形成されている。実装端子９は、ＩＣチップ２の端子と電気的に接続されている。また、水晶片３の保持端子１２はビアホール１１によってＩＣチップ２と電気的に接続されている。
【００１７】
ＩＣチップ２の他主面２ｂ、すなわち、凹部１４の底面１４ａに対面する面とは反対側の面である他主面２ｂには複数の溝２０が形成されている。図２では、Ｘ方向に向けて３本の溝２０ａが形成され、これらと直交するＹ方向に向けて５本の溝２０ｂが形成された例が示されている。溝２０の本数、形成方向、長手方向の形状、溝深さ、及び断面形状は、集積化された発振回路の動作に影響がなければ、どのようなものであってもよい。
【００１８】
溝２０の本数は、２本以上が好適であるが、１本であってもよい。
【００１９】
また、溝２０の形成方向は、Ｘ方向、Ｙ方向、または斜め方向のいずれか１方向のみとしてもよい。図２の場合、長手方向がＸ方向となるように形成された溝２０ａと、長手方向がＹ方向となるように形成された溝２０ｂとを有する。Ｘ方向の溝２０ａを所定の間隔を空けて形成すると、例えば、図２に示す場合、３本しか形成することができない。しかしながら、Ｙ方向にも溝２０ｂを形成することでさらに５本形成することができる。このように、所定の方向を長手方向とする溝の本数が制限されるような場合には、当該所定の方向と交差する方向を長手方向とする溝を形成することで溝数を増やし、放熱面積を広くすることができる。一方、ＩＣチップ２の材質等の制限により、溝２０同士を交差させるのが困難な場合は、図３に示すように、溝２０同士を交差させることなく所定の方向のみに溝２０を形成するのが好ましい。
【００２０】
また、溝２０は、図４（ａ）や図４（ｂ）に示すように、溝２０の端部２１がＩＣチップ２の端面２ｃに達していないものであってもよい。図４（ａ）に示す例では、溝２０の両端部２１がＩＣチップ２の端面２ｃに達しておらず、図４（ｂ）に示す例では、溝２０の一方の端部２１のみがＩＣチップ２の端面２ｃに達していない。
【００２１】
さらに、溝２０の長手方向の形状は、直線的な形状のみに限定されるものではなく、曲線であってもよいし、直線及び曲線を組み合わせた形状であってもよい。
【００２２】
また、本実施形態のＩＣチップ２には、図５のように、端部を持たない閉じた形状の複数の溝２０が入れ子状に形成されているものであってもよい。図５に示す溝２０の平面形状は、略矩形状であり、辺の部分が直線形状であり、角部が曲線となるように形成されている。
【００２３】
また、図６（ａ）に示すように、ＩＣチップ２に複数の溝２０ａ、２０ｂが形成されている場合、溝２０ａの溝幅Ｗ1と、溝幅Ｗ1より広い溝幅Ｗ2の溝２０ｂとが形成されているものであってもよい。あるいは、図６（ｂ）に示すように、ＩＣチップ２は、溝幅が幅Ｗ3の部分と、幅Ｗ3より広い幅Ｗ4の部分とを有する溝２０ｃを有するものであってもよい。なお、図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本実施形態の表面実装水晶発振器の平面図であってＩＣチップ２のみを図示したものである。
【００２４】
また、溝２０の深さについては、図１に示すように全て同一であってもよいし、あるいは、図６（ｃ）や図６（ｄ）にように異なる溝深さで形成されている溝２０ｄ〜２０ｆが含まれていてもよい。図６（ｃ）には、溝深さｈ1の溝２０ｄと、溝深さｈ1よりも深い溝深さｈ2を有する溝２０ｅが形成されたＩＣチップ２が示されている。なお、図６（ｃ）は、溝の長手方向を法線方向とするＩＣチップ２の断面図であるが、他主面２ｂが上方を向くようにして描かれている。また、図６（ｄ）には、溝深さｈ3の部分と、溝深さｈ3よりも深い溝深さｈ3の部分とを有する溝２０ｆが形成されたＩＣチップ２が示されている。なお、図６（ｄ）は、ＩＣチップ２の透過側面図であるが、溝の長手方向と直交する方向からみた図である。
【００２５】
ＩＣチップ２内の集積回路の配置によっては、溝幅や溝深さを一定にできない場合がある。このような場合、集積回路を回避するため、上述のように溝幅や溝深さを適宜変更することで対処しうる。
【００２６】
また、ＩＣチップ２には、図６（ｅ）に示すように、断面形状が、矩形形状の溝２０ｇ、Ｕ字形状の溝２０ｈや溝２０ｉが形成されているものであってもよい。Ｕ字形状の場合、溝２０の断面形状に角部をなくすことで応力集中を回避することができる。なお、図６（ｅ）も、図６（ｃ）と同様に溝の長手方向を法線方向とするＩＣチップ２の一部断面図であり、他主面２ｂが上方を向くようにして描かれたものである。
【００２７】
ＩＣチップ２の他主面２ｂの表面積は、上述したような溝２０が形成されたことにより、溝２０が形成されていない場合に比べて増加している。ＩＣチップ２が駆動されることで生じる熱は、ＩＣチップ２の他主面２ｂから外部に放熱されるが、本実施形態のＩＣチップ２の他主面２ｂは、複数の溝２０が形成されていることで放熱面積が、溝２０が形成されていない場合に比べて増加していることとなる。このため、本実施形態のＩＣチップ２の他主面２ｂからの放熱効率は、溝２０が形成されていない場合に比べて高いものとなる。
【００２８】
また、本実施形態の場合、ＩＣチップ２で生じた熱であって他主面２ｂから放熱する熱を、容器本体１を通じて外部に放熱されるのではなく、他主面２ｂから直接外部に放熱する構成となっている。このため、他主面２ｂから放熱される熱が容器本体１を介して容器本体１内に収納された水晶片３に伝わってしまうことがない。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態の表面実装水晶発振器は、ＩＣチップ２自体に放熱効率を高めるための溝２０が形成されている。このため、効率的な放熱が可能であるとともに、溝２０が形成されたＩＣチップ２の他主面２ｂから容器本体１を介して水晶片３へと熱が伝わるのを防止することができる。
【００３０】
なお、本明細書においては、表面実装水晶発振器に実装される平板状の電子部品としてＩＣチップを一例に挙げ、その一主面に溝が形成された構成を説明した。しかしながら、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、駆動により発熱するＩＣチップ以外の平板状の電子部品にも適用可能である。
【００３１】
以上、本発明の望ましい実施形態について提示し、詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係る表面実装水晶発振器の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る表面実装水晶発振器の平面図である。
【図３】所定の方向のみに溝が形成されたＩＣチップを備えた、本発明の一実施形態に係る表面実装水晶発振器の平面図である。
【図４】溝の端部がＩＣチップの端面に達していない溝が形成されたＩＣチップの平面図である。
【図５】端部を持たない閉じた形状の複数の溝が入れ子状に形成されたＩＣチップの平面図である。
【図６】各種溝幅、各種溝深さ、及び各種断面形状を有する溝が形成されたＩＣチップの平面図、断面図及び透過側面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    容器本体
１ａ    底壁層
１ｂ    枠壁層
１ａ1    一主面側
１ａ2    他主面側
２    ＩＣチップ
２ａ    一主面
２ｂ    他主面
２ｃ    端面
３    水晶片
６    回路端子
７    バンプ
８    導電性接着剤
９    実装端子
１０    金属カバー
１１    ビアホール
１２    保持端子
１３、１４    凹部
１４ａ    底面
１７    金属リング
２０、２０ａ〜２０ｉ    溝
２１    端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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